學(xué)之以恒 逆水揚(yáng)帆
——記揚(yáng)州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院教授楊帆

鄭 心 蔡巧玉

近年來(lái)，軸流泵站以其高效率和成本效益在現(xiàn)代水利工程中逐漸凸顯價(jià)值。而在這個(gè)領(lǐng)域中，揚(yáng)州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院的青年教授楊帆盡管年輕，但已在軸流泵站的研究方面積累下多年的深耕與探索經(jīng)驗(yàn)。他曾主持、參與多個(gè)國(guó)家、省市重點(diǎn)工程項(xiàng)目，不斷探索和推動(dòng)泵站工程領(lǐng)域科技的進(jìn)步與發(fā)展。他身上擁有濃厚的科學(xué)氣息，即使順利入選江蘇省科協(xié)青年科技人才托舉工程，且有揚(yáng)州市“綠揚(yáng)金鳳”計(jì)劃領(lǐng)軍人才、江蘇省科協(xié)創(chuàng)新計(jì)劃首席專家等榮譽(yù)稱號(hào)在身，但他的態(tài)度卻始終敬虔而謙虛，時(shí)刻保持謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)姿態(tài)和求知精神。他習(xí)慣將自己不斷“歸零”，以最澄澈的心態(tài)面對(duì)每一重攻關(guān)挑戰(zhàn)?！半m然我只是一個(gè)平凡得不能再平凡的人，但我立志盡最大的努力把自己能做到的事情做到更好。”楊帆說(shuō)。

揚(yáng)堅(jiān)苦，以自立

對(duì)于每位揚(yáng)州大學(xué)的學(xué)子而言，“堅(jiān)苦自立”四字都可謂如雷貫耳。在揚(yáng)州大學(xué)求學(xué)、工作長(zhǎng)達(dá)18年，將大半青春都揮灑在這所高校中，楊帆對(duì)這四字包含的深意領(lǐng)悟得則更加透徹?！啊坎豢梢圆缓胍悖沃囟肋h(yuǎn)。仁以為己任，不亦重乎？死而后已，不亦遠(yuǎn)乎？’我不求與人相比，但求超越自己，不求物質(zhì)的享受，但求精神的愉悅?！彼绱私庾x。

然而，若要追溯起楊帆與水利專業(yè)結(jié)緣的原因，卻是因?yàn)橐粓?chǎng)“陰差陽(yáng)錯(cuò)”——“當(dāng)年我的第一志愿其實(shí)是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)。但現(xiàn)在我真的很感謝命運(yùn)跟我開(kāi)的這場(chǎng)‘小玩笑’，讓我在錘煉意志的同時(shí)，能腳踏實(shí)地為服務(wù)民生做些事情?！?/p>

誠(chéng)如楊帆所言，他的求學(xué)過(guò)程并不是一直毫無(wú)波瀾。據(jù)他回憶，在剛開(kāi)始接觸專業(yè)知識(shí)時(shí)，由于之前對(duì)這一專業(yè)的了解過(guò)少，沒(méi)有形成基本的知識(shí)框架，這讓他一度有些彷徨和困惑。但幸而他相繼遇到了對(duì)他影響至深的兩位導(dǎo)師——湯方平教授與劉超教授，在他們的鼓勵(lì)和以身作則之下，這些困境最終都化作了助其形成堅(jiān)毅心志的強(qiáng)大推力?！皠⒗蠋熤t遜平和的處世風(fēng)格、積極向上的人生態(tài)度，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和廣博的知識(shí)儲(chǔ)備都讓我受益匪淺。我意識(shí)到，在我們短暫的一生當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)把精力和時(shí)間投入到自己認(rèn)為值得做且有意義的事情中。而湯老師則身體力行地為我們塑造了絕佳的榜樣——最早來(lái)、最晚走是他的一貫風(fēng)格。夏天放學(xué)之后，最晚7點(diǎn)鐘，一定能看到湯老師辦公室里的燈光重新亮起來(lái)，直到深夜甚至凌晨才會(huì)熄滅。”

楊帆

得益于業(yè)內(nèi)大家樹(shù)立的科研范本，楊帆奮行篤學(xué)，從碩士起便開(kāi)始在大型科研課題中承擔(dān)重要工作，開(kāi)展泵裝置內(nèi)流機(jī)理及水力穩(wěn)定性分析、泵站流道優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及泵裝置及泵站現(xiàn)場(chǎng)性能測(cè)試、物理模型試驗(yàn)等研究。在攻讀博士學(xué)位期間，他不僅收獲了“朱敬文特別獎(jiǎng)學(xué)金”，還被授予了博士研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金?！斑@是對(duì)我取得的微薄成績(jī)的一次莫大肯定。但榮譽(yù)只屬于過(guò)去，我會(huì)把希望寄托在未來(lái)?！边@是楊帆被表彰時(shí)發(fā)表的感謝詞，也是他向自己和未來(lái)許下的一份諾言。

默默扎根在泵站工程水力學(xué)科研一線多年，楊帆致力讓這股汩汩流淌的生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基更好地服務(wù)于人類生活。學(xué)之以恒，成績(jī)或許是最好的佐證。近年來(lái)，他陸續(xù)將中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、中國(guó)機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)與三等獎(jiǎng)、全國(guó)優(yōu)秀水利水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)銅質(zhì)獎(jiǎng)、揚(yáng)州市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎(jiǎng)及江蘇省水利科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)等業(yè)內(nèi)知名獎(jiǎng)項(xiàng)收入囊中。不過(guò)這并沒(méi)有改變他的科研心態(tài)，面對(duì)榮譽(yù)，他說(shuō)：“艱苦奮斗、心如止水，是在我求學(xué)時(shí)就已經(jīng)習(xí)得的道理?！?/p>

興水利，除水害

在楊帆眼中，科研過(guò)程中的團(tuán)隊(duì)合作精神占據(jù)著無(wú)比緊要的位置。“所有成果的取得都不可能歸功于某一個(gè)人，一定是團(tuán)隊(duì)努力的結(jié)果。甚至可以說(shuō)，團(tuán)隊(duì)決定科研力量的強(qiáng)弱，科研環(huán)境直接影響著科研成果。”他篤定道，同時(shí)他也對(duì)自己正身處一個(gè)和諧、開(kāi)放的大團(tuán)體表示慶幸，“揚(yáng)州大學(xué)高性能水泵及泵裝置科研團(tuán)隊(duì)這個(gè)課題組是一個(gè)兼容并蓄、勤學(xué)篤行的團(tuán)體。母校為我們提供了很好的基礎(chǔ)設(shè)施和儀器設(shè)備，合作導(dǎo)師們共同營(yíng)造了一個(gè)很寬松的科研環(huán)境，讓我們有了明確的科研方向?！?/p>

正是依托如此互相信任、和睦友愛(ài)的團(tuán)體，2017年，由楊帆主持開(kāi)展的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“軸流泵與出水流道相互干擾的非定常流動(dòng)機(jī)理及優(yōu)化匹配”進(jìn)展得很是順利。這個(gè)項(xiàng)目聚焦軸流泵與出水流道對(duì)軸流泵站水力性能的影響問(wèn)題。在我國(guó)，軸流泵站在跨流域調(diào)水、城市防洪和農(nóng)業(yè)排灌等國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域中均發(fā)揮著巨大作用，由此，揭示軸流泵與出水流道相互干擾的非定常流動(dòng)機(jī)理就顯得格外重要。為實(shí)現(xiàn)這一目的，楊帆及團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目中以軸流泵裝置整體為研究對(duì)象，采用理論分析、先進(jìn)的流場(chǎng)測(cè)試技術(shù)、數(shù)值模擬和物理模型試驗(yàn)等多學(xué)科融合的方式，開(kāi)展了相關(guān)研究。他們首先建立了軸流泵出口速度環(huán)量與流量對(duì)出水流道水力損失影響的數(shù)學(xué)模型，給出了軸流泵出口速度環(huán)量的變化圖，獲取了軸流泵出口流場(chǎng)的激光測(cè)試結(jié)果，明晰了在出水流道進(jìn)口邊界條件確定時(shí)不同調(diào)節(jié)角的軸流泵后置導(dǎo)葉體對(duì)泵裝置能量性能的影響規(guī)律。依托于立式軸流泵裝置全流道的數(shù)值和試驗(yàn)分析結(jié)果，他們進(jìn)一步揭示了軸流泵對(duì)直管式出水流道和虹吸式出水流道水力性能的影響規(guī)律，明晰了不同轉(zhuǎn)速各工況時(shí)軸流泵裝置出水流道內(nèi)流脈動(dòng)及噪聲的變化規(guī)律，切實(shí)解決了泵與出水流道水力耦合約束的問(wèn)題。這項(xiàng)成果不僅在提高泵站的水力效率方面具有直接的推動(dòng)意義，更有利于整座軸流泵站的安全高效穩(wěn)定運(yùn)行，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

盡管取得了階段性的成功，但楊帆卻沒(méi)有太多時(shí)間沉醉在欣喜之中，他的研究之路仍在繼續(xù)，而灌排泵站的關(guān)鍵技術(shù)難題就被他和團(tuán)隊(duì)視作下一個(gè)目光聚焦的“破局點(diǎn)”。在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，灌排泵站要解決的首要難題就是保證水力輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性，這需要精確計(jì)算各個(gè)部件的流體特性，如水泵、流道，以確保水流在輸送過(guò)程中的穩(wěn)定性和流量變化的適應(yīng)性。為此，楊帆團(tuán)隊(duì)建立了基于面元法反問(wèn)題求解軸流泵的設(shè)計(jì)方法，提出了軸流泵高效可靠的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，并開(kāi)發(fā)了8副高性能的系列軸流泵，其最高效率可達(dá)89.8%，解決了灌排軸流泵適應(yīng)水位多變、高效率、高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)難題。而他們創(chuàng)建的多目標(biāo)多參數(shù)協(xié)同求解自動(dòng)優(yōu)化方法與基于Isight的流道自動(dòng)優(yōu)化平臺(tái)，正是評(píng)價(jià)、優(yōu)化灌排泵站高效進(jìn)出水結(jié)構(gòu)的理想方案。

此外，基于變環(huán)量分布控制方法，楊帆團(tuán)隊(duì)研發(fā)了3副高效對(duì)稱翼型的雙向貫流泵水力模型。他們以創(chuàng)新的高效S形彎管向“低效能”發(fā)起挑戰(zhàn)，實(shí)踐證明，結(jié)果是成功的，名義管道效率可達(dá)97.6%。不僅如此，高效下臥式S形軸伸貫流泵裝置還顯著降低了S形軸伸貫流泵裝置的耗能。針對(duì)泵站運(yùn)行的穩(wěn)定性，他們則提出了基于泵裝置能量性能數(shù)值計(jì)算的水泵疲勞可靠性的分析方法，并開(kāi)發(fā)了泵裝置內(nèi)流脈動(dòng)和水力噪聲的時(shí)頻分析軟件，為保障泵站機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行貢獻(xiàn)己力。

如今的楊帆不止要完成好自己的科研項(xiàng)目，更肩負(fù)著為人師表的教育重任。在傳道授業(yè)方面，他也小有心得：“我也是從懵懂的學(xué)生時(shí)代一路走過(guò)來(lái)的，所以我大多數(shù)時(shí)候能夠理解他們的處境?！币虼?，面對(duì)學(xué)生，他為自己定下了三條準(zhǔn)則：一是己所不欲，勿施于人，“對(duì)待迷茫、暫時(shí)失去方向的學(xué)生，教師應(yīng)該給予耐心的引導(dǎo)，而非武斷地將自己的思想強(qiáng)加于人”。二是兼容并包，“要懂得傾聽(tīng)學(xué)生的想法，接受質(zhì)疑，允許百花齊放，不要一味固執(zhí)己見(jiàn)”。三是合作共贏，“學(xué)生也是科研團(tuán)隊(duì)中極為重要的組成部分，教師決不能因?yàn)槠淠芰€在成長(zhǎng)階段而隨意忽視他們”。在此種教學(xué)理念下，3年的全國(guó)高等學(xué)校水利類專業(yè)優(yōu)秀研究生學(xué)位論文評(píng)選和江蘇省優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文評(píng)選中，都出現(xiàn)了楊帆指導(dǎo)的學(xué)生的身影，而看著“江山代有才人出”的景象，他也倍感欣慰。

藍(lán)圖已繪就，揚(yáng)帆正當(dāng)時(shí)。楊帆的目標(biāo)始終很清晰，將繼續(xù)以其“水利萬(wàn)物而不爭(zhēng)”的高潔品質(zhì)，堅(jiān)定不移地面向國(guó)家發(fā)展重大需求，以及日益增長(zhǎng)的行業(yè)需求，勇敢挑戰(zhàn)“逆流”，奮楫行舟。